虛擬實(shí)驗(yàn)在模擬電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬實(shí)驗(yàn)在模擬電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用一、虛擬實(shí)驗(yàn)在模擬電子技術(shù)教學(xué)中的重要性模擬電子技術(shù)課程是電子類專業(yè)的一門主干課，該課程既有抽象的理論分析又有具體的實(shí)踐應(yīng)用，此門課程教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到該專業(yè)后繼課程的學(xué)習(xí)以及學(xué)生的電路理論分析和實(shí)踐動(dòng)手能力。傳統(tǒng)的教學(xué)方法通常為在課堂上通過板書進(jìn)行理論分析，再到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行內(nèi)進(jìn)行若干個(gè)電路實(shí)驗(yàn)，但是在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)僅僅靠傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段，無論是對(duì)于教師教學(xué)還是對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)都是困難的。而實(shí)驗(yàn)教學(xué)又一直是課堂教學(xué)的重要組成部分，是學(xué)生鞏固理論知識(shí)的主要手段，也是提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要途徑。隨著計(jì)算機(jī)及多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)和虛擬技術(shù)的迅速發(fā)展，運(yùn)用現(xiàn)代新技術(shù)簡(jiǎn)便、快捷地完成電路實(shí)驗(yàn)——虛擬實(shí)驗(yàn)。虛擬實(shí)驗(yàn)就是結(jié)合電路的特點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)構(gòu)造一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，通過電路的建立和對(duì)數(shù)據(jù)和與電路功能的分析，達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的和要求。目前可以支持電路類實(shí)驗(yàn)仿真的軟件很多，其中Multisim7.0軟件是較常用的仿真實(shí)驗(yàn)工具。把這個(gè)軟件用在模擬電子技術(shù)課堂教學(xué)中，可以使得深?yuàn)W、抽象的理論變得容易理解、形象生動(dòng)。二、Multisim7.0軟件簡(jiǎn)介Multisim7.0軟件是由加拿大的InteractiveImageTechnologies公司在2001年推出的Multisim系列軟件版本，該軟件是對(duì)該公司的電子線路軟件EWB（ElectronicsWorkBench，虛擬電子工作臺(tái)）經(jīng)過多次改進(jìn)，升級(jí)得到。該軟件具有以下功能：直觀的界面Multisim7.0軟件把電路原理圖的創(chuàng)建、電路的測(cè)試分析和仿真結(jié)果等內(nèi)容都集中到一個(gè)電路窗口中，整個(gè)操作界面就像一個(gè)電路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，與實(shí)踐操作非常相似，能滿足教學(xué)上的要求。具有豐富的元件庫Multisim7.0軟件的元件庫非常大，包含了1300多個(gè)元件；元件庫中含有所有的標(biāo)準(zhǔn)器件以及當(dāng)今最先進(jìn)的的數(shù)字集成電路，可以滿足不同的應(yīng)用目的；除了Multisim7.0軟件自帶的主元件庫外，用戶還可以建立“公司元件庫”，這樣有助于一個(gè)團(tuán)隊(duì)的交流使用，Multisim7.0還提供了多種向元件庫添加個(gè)人建立的元件模型的方法。有強(qiáng)大的虛擬儀器功能Multisim7.0軟件主要包括邏輯分析儀、安捷倫儀器、波特圖儀、失真分析儀、頻率計(jì)數(shù)器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字萬用表、網(wǎng)絡(luò)分析儀、瓦特表、數(shù)字信號(hào)發(fā)生器等18種虛擬儀器，并且功能與實(shí)際儀表相同，可以解決購置這些實(shí)際儀器設(shè)備所需巨額經(jīng)費(fèi)不足的問題。強(qiáng)大的分析功能Multisim7.0軟件除了所含有的虛擬儀表外，還提供了直流工作點(diǎn)分析、交流分析、敏感度分析、3分貝點(diǎn)分析、批處理分析、直流掃描分析、失真分析、傅里葉分析、模型參數(shù)分析、躁聲分析、溫度掃描分析等19種分析手段，這些分析在現(xiàn)實(shí)中有可能無法實(shí)現(xiàn)。強(qiáng)大的仿真功能Multisim7.0軟件不僅可以完成SPICE仿真，而且還可以實(shí)現(xiàn)射頻電路的仿真。三、Multisim7.0軟件虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)用舉例現(xiàn)在以模擬電子技術(shù)中的串聯(lián)型直流穩(wěn)壓電源電路虛擬實(shí)驗(yàn)為例，介紹如何使用Multisim7.0軟件進(jìn)行電路連接、仿真，在課堂上使模擬電子技術(shù)教學(xué)更形象、靈活、更貼近工程實(shí)際，達(dá)到幫助學(xué)生理解原理，提高分析能力的目的。這對(duì)提高學(xué)生的興趣、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維能力、全面提高專業(yè)素質(zhì)具有重要的意義。碌用館Mu歇lt究is臥im述7.退0軟電件纏完成秒仿真牌實(shí)驗(yàn)暑的一魯般步轉(zhuǎn)驟是悟：創(chuàng)沸建仿玉真實(shí)抹驗(yàn)電炒路圖朋→韻確定側(cè)仿真繳實(shí)驗(yàn)小分析撐手段瞇→爸啟動(dòng)廣Mu雹lt君is細(xì)im滲7.西0軟守件說仿真眾→醋完成未仿真遺實(shí)驗(yàn)哄分析克。珠1、線創(chuàng)建階仿真可實(shí)驗(yàn)嬸電路爽圖編首先掌確定德實(shí)驗(yàn)展電路仔，然情后打去開原Mu蓬lt許is約im蒙7.惰0軟瓦件踐，通凱過右須邊的斯元件彈工具餐欄（與Co京mp許on灶en譯t士To舉ol檢ba刮r）幟選擇望合適走的元丙器件女；通梢過右撒邊的生儀表享工具討欄（護(hù)In葬st什ru何me邁nt居T枝oo誰lb拋ar直）選快擇合藍(lán)適的妥儀表啦；然篩后通貧過放語置欄蓋，選勾取連巧接點(diǎn)階并確薯定其強(qiáng)位置留；用式導(dǎo)線苗把所愛用的導(dǎo)元器逃件、崗儀器西儀表浮和連嶺接點(diǎn)斤進(jìn)行砌連接廈；最昏后根演據(jù)需饅要，松合理凱的調(diào)婦整元獄器件室和儀士器儀咱表的本位置裕，最坐后得差到圖撞１所業(yè)示的獸仿真隱實(shí)驗(yàn)帆電路接。圖1炮2、牲虛擬獸試驗(yàn)知過程賠（1貝）串賴聯(lián)型增直流夾穩(wěn)壓見電源袖的結(jié)球構(gòu)及脊各部裳分波復(fù)形忙忙料旱我棋們根緒據(jù)串間聯(lián)型佛直流盈穩(wěn)壓顫電源助的結(jié)撲構(gòu)腔：交雜流電尚源傷→擋整流勺變壓圍器徹→杠整流癥電路冠→郊濾波抽電路拿→璃負(fù)載輩。分爹別在散各部盾分連誤接上勺示波壇器；交仿真窄實(shí)驗(yàn)吊出各船部分愈的波茂形如耍下：嘩圖2洪.1鞭圖2懶.2勺圖2吐.3懶由以蒙上波釋形知寶，串睡聯(lián)型撞直流德穩(wěn)壓蛛電源率輸入泰22鉆0V彼的交兼流電鍬壓，哈經(jīng)整繼流變恢壓器吐后下決降為置整流寬電路稻所要濱求的通交流只電壓萄值優(yōu)，陪波形菜圖吵如圖憐2.寶1所牽示豈；譯再經(jīng)刃整流住、棵濾波襲電路革后變國成了惕相對(duì)且平滑屬的直嗎流電勝，波帖形圖投如圖胞2.陳2熊所示腫；最巾后經(jīng)驅(qū)穩(wěn)壓霞電路序后變置成了叫平滑如的直埋流電郊，波拖形圖陡如圖焦2.瀉3敢所示催。鋒（2叨）假盾設(shè)串版聯(lián)型染直流株穩(wěn)壓曠電源嬌負(fù)載含不變胃，輸們?nèi)腚娛綁鹤兡蹌?dòng)時(shí)哄，其屈輸出剝電壓允趨向渴不變秤，夢(mèng)仿真薄實(shí)驗(yàn)礎(chǔ)驗(yàn)證遍如下渡：恢把圖補(bǔ)1中意的示永波器艙換成鋪數(shù)字包電壓封表（停如圖博3所瘦示）露，調(diào)月節(jié)整拴流變蟻壓器偏，使蝕U2婦=2耳4V之，保養(yǎng)持負(fù)歐載不悅變，欠仿真銷實(shí)驗(yàn)棄出各秒部分牧的電笛壓，秘得知修U0俊約澆24護(hù)V妄。然微后再芹調(diào)節(jié)陶整流再變壓迷器，脈使U舅2=亮26鬧V采和2球2V持，任役然保此持負(fù)溪載不候變，謎再分緣別編仿真擴(kuò)實(shí)驗(yàn)售出各米部分老的電椒壓，逮得知苗U0缺仍拉約為否24傘V。規(guī)通過球以上鐘仿真唱實(shí)驗(yàn)候得出臭串聯(lián)頁型直影流穩(wěn)贊壓電樓源的煩負(fù)載正不變謠時(shí)，危輸入配電壓牛變動(dòng)魯時(shí)，邀其輸化出電填壓趨誰向不懲變，壇達(dá)到患穩(wěn)定騰電壓勉的目緩的。圖3澆（3各）旋假設(shè)泥直流劍穩(wěn)壓優(yōu)電源疑的輸閘入電復(fù)壓不巖變，肌負(fù)載剪變化直時(shí)，愚其輸乓出電擱壓趨摟向不米變，萬仿真兵實(shí)驗(yàn)轟驗(yàn)證攏如下滾：間把圖宰3中媽的廁U2雪保持潛為2法4V閑，使扒負(fù)載眼RP懂2遞分別繁為2倦4K跌、3著K、凱4K質(zhì),亦然后慶分別皇仿真叼實(shí)驗(yàn)敘出各障部分奶的電炸壓值葛，最棕后得臉知蜓U0愁仍脅約為槽24夢(mèng)V。爐通過罷以上卡仿真既實(shí)驗(yàn)犬知晃，直耳流穩(wěn)腥壓電剝?cè)磻业妮斨奕腚姲麎翰蛔V變，敬負(fù)載梯變化射時(shí)，鍋其輸嶺出電舌壓趨檢向不浸變，據(jù)從而谷達(dá)到畝穩(wěn)定醬電壓象的目振的。混四、稼結(jié)論唇隨著優(yōu)科學(xué)僻技術(shù)月的發(fā)覽展，療把M雖ul象ti糕si勝m7院.0前軟件諸進(jìn)行詳?shù)奶撔皵M實(shí)痕驗(yàn)應(yīng)駱用在務(wù)模擬淋電子網(wǎng)技術(shù)熊課程前教學(xué)蠶中，咱將會(huì)佳打破由傳統(tǒng)飛的教鏈學(xué)模僚式。鈴“濾以虛開帶實(shí)徐”徹、廢“地以軟槍帶硬漆”佳，不若僅可君以提染高蜜教學(xué)仍質(zhì)量票、增吃加學(xué)寶生的航學(xué)習(xí)鞭興趣始；同昌時(shí)還飽可以央解決曬傳統(tǒng)撲教學(xué)繁中存悶在的改設(shè)備霞緊張窩、儀特器陳董舊等身問題蜻；同陡時(shí)開吼發(fā)學(xué)娛生的葉學(xué)習(xí)兇潛能再；同仰時(shí)也酷增大香了單痛位時(shí)慣間所勺授知將識(shí)的騙深度椒和廣明度。賺但頌由于株虛擬許器件潔存在帶著虛刪擬的即特點(diǎn)歐，在拾真實(shí)